本书采用符号说明 1
第一章 绪言 9
一、同位素概念的提出及发展 9
二、同位素的用途 9
三、同位素分离方法的分类 9
2.气体扩散法 11
3.离心法 11
1.电磁分离法 11
四、物理法 11
4.热扩散法 12
5.蒸馏法 13
五、化学法 15
6.电解法 15
7.电泳法 16
8.化学交换法 18
第二章 热力学同位素效应 20
一、引言 20
2.分子的简正振动和零级能 21
1.分子的能级和分子光谱 21
二、用统计力学计算同位素交换平衡常数 21
3.玻耳兹曼分布 22
4.配分函数 23
5.约化配分函数比 24
6.Bigeleisen-Mayer长式、短式和1/24规则 26
三、热力学同位素效应的某些规律性 31
7.约化配分函数比与温度的关系 31
9.约化配分函数比和化学键 32
8.约化配分函数比与同位素质量的关系 32
10.化学交换平衡中的同位素效应 34
10.1.同位素富集的方向性 34
10.2.化学物种和同位素交换平衡常数 35
10.3.同位素交换平衡常数与温度的关系 37
10.4.同位素交换平衡常数与压力的关系 37
四、约化配分函数比的理论计算 38
11.Born-Oppenheimer近似原理 38
12.分子模型 39
13.简正坐标和简正振动 39
14.内坐标 41
15.力场和力常数 42
16.以内坐标表示的G-F行列法 42
五、对称性和分子振动 44
17.对称元和点群 44
18.点群在对称操作下的动态特性 47
19.红外和拉曼光谱中的选择定则 49
20.频率的兼并 50
21.双原子分子 51
六、G-F行列法计算举例 51
22.直线型X-M-X分子 54
23.平面三角型分子MX3 57
24.四面体型分子MX4 59
25.正八面体型分子MX8 63
七、热力学同位素效应的变化规律和预测 65
26.同位素效应解析 65
27.化学信息和同位素效应 67
28.同位素交换反应的分类和同位素效应的预测 70
一、引言 74
第三章 同位素在两相间分配的理论 74
二、络合反应对同位素分离系数的影响 75
1.第Ⅰ相中的同位素交换平衡 76
2.第Ⅱ相中的同位素交换平衡 76
3.两相间的同位素交换平衡 77
4.络合反应与同位素单级分离系数 78
5.12Kz或f1(z,0)/fr(z,0)的物理化学意义 80
6.化学反应的同位素效应 81
三、某些分离体系的同位素分离系数的理论考察 83
7.第Ⅰ相中存在MX的体系 86
四、有络合反应的同位素两相分配理论应用举例 86
8.第Ⅰ相中存在二级络合物、第Ⅱ相中不存在配位体的体系 88
9.第Ⅰ相中存在MX、第Ⅱ相中存在MY的体系 90
五、电子交换体系的两相分配理论 92
六、两相分配理论和离子交换体系的铀同位素分离系数 93
第四章 同位素交换反应的速度和机制 100
一、引言 100
二、交换反应速率式 101
三、研究方法 102
四、溶液中的同位素交换机制 103
1.电子传递机制 105
2.1.缔合机制 108
2.原子授受机制 108
2.2.解离机制 110
五、络盐中的同位素交换 111
六、溶液中同位素交换的催化机制 114
七、化学性质的相似性和同位素交换速度 116
第五章 分离柱特性和同位素色谱分离柱 119
一、引言 119
1.理论塔板 121
二、分离柱特性 121
2.传质系数、传质方程和浓度势(Concentration Driving Potenfial) 122
3.传质单元高度(HTU) 124
4.柱的操作和起动时间(Start Up Time) 126
5.逆流操作柱的稳定态 127
三、色谱柱特性 128
6.色谱柱操作 129
7.排代色谱特性 130
8.单级分离系数的测定 131
9.色谱柱中的传质参数 134
四、色谱法分离同位素的理论 136
10.Glueckauf的塔板理论 137
11.垣花秀武(H.Kakihana)的同位素分离理论 141
11.1.斜率系数(Slope Coefficient)和富集系数(Enrichment Coefficient) 141
11.2.起动时间ta 144
11.3.富集区和贫化区宽度及变化 147
11.4.单位体积单位时间内的最大供料量Upmax 148
11.5.Di和g的物理意义 149
五、色谱柱分离同位素的回顾与展望 150
第六章 锂同位素分离 156
一、引言 156
二、离子交换法 156
1.单级分离系数和交换速度 156
2.离子交换的柱分离 162
三、汞齐法 163
3.历史回顾 163
4.单级分离系数 164
5.单级分离系数 167
四、熔盐逆流电迁移法 167
6.理论塔板当量高度 168
7.电迁移过程中同位素的动态分布 170
8.锂熔盐的逆流电迁移装置 170
五、冠状化合物分离锂同位素 173
9.冠状化合物 173
10.冠状化合物和锂同位素分离 175
一、重水的生产 182
第七章 氢同位素分离和重水的生产 182
1.GS法 183
2.单温和双温法的工作状态与有关参量 185
3.H2O/HD，NH3/HD和NH3NH2/HD交换法 187
4.方法的评价 189
二、氚的除去 191
第八章 硼同位素分离 193
一、化学交换蒸馏法 193
1.常温化学交换蒸馏 193
2.低温化学交换蒸馏 195
3.单级分离系数 196
二、离子交换法 196
4.柱分离 202
第九章 化学交换法分离铀同位素 205
一、引言 205
二、液-液交换法 207
1.U(Ⅲ)-U(Ⅳ)同位素交换平衡 207
2.萃取剂和络合剂 208
3.两相的物理化学条件 209
4.同位素交换塔和回流 209
5.CHEMEX法的优点 211
三、固-液交换法 212
6.利用UO22+化学物种之间的同位素交换体系 212
6.1.单级分离系数 212
6.2.HETP 217
7.利用U(Ⅳ)化学物种之间的同位素交换体系 223
8.利用U(Ⅳ)-U(Ⅵ)之间的同位素交换反应 226
8.1.U(Ⅳ)-U(Ⅵ)同位素交换平衡 226
8.2.U(Ⅳ)-U(Ⅵ)同位素交换动力学 229
8.3.阳离子交换U(Ⅳ)-U(Ⅵ)氧化-还原排代色谱法分离铀同位素 235
8.4.阴离子交换U(Ⅳ)-U(Ⅵ)氧化-还原排代色谱法分离铀同位素 251